Nghiên cứu mới giải thích cách thức virus HIV có thể né tránh ZAPped

Loài người đã phát triển các cơ chế bảo vệ linh hoạt để chống lại các loại virut tìm cách lây nhiễm vào trong cơ thể. Ví dụ như các protein chịu trách nhiệm nhận dạng, xác định, bắt giữ và phá hủy các vật liệu di truyền mà các virus cố gắng lẻn vào bên trong các tế bào.

Nguồn ảnh: Rajani Aroroa, U-M Life Sciences Institute.

Một nghiên cứu mới, công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, giờ đây cho thấy không chỉ một trong số các protein này đeo bám để tiêu diệt những “kẻ xâm lược” bên ngoài, mà còn có cả một số chủng virus gây suy giảm miễn dịch ở người.

Việc hé lộ cơ chế làm cho cho protein này kháng vi-rút hiệu quả trong một số trường hợp sẽ là bước đầu tiên quan trọng trong con đường hướng tới các phương pháp tấn công các vi-rút mà trong đó có thể né tránh được các protein này tốt hơn.

Protein đang được đề cập đến có tên gọi là ZAP (zinc-finger antiviral protein) được các tế bào tạo ra nhằm hạn chế virus sao chép và lây nhiễm. Khi các tế bào phát hiện virus, gen ZAP được bật lên và sản sinh ra nhiều protein hơn. ZAP sẽ lọc ra vật liệu di chuyền (ARN) của virus bên trong các ARN tự nhiên của tế bào và sau đó sẽ nhắm mục tiêu vào ARN của virus và tiêu diệt chúng.

Nhóm chuyên gia nghiên cứu Viện Khoa học Đời sống (LSI) thuộc Trường Đại học Michigan (U-M) và Đại học Rockefeller rất mong muốn xác định cách ZAP nhận ra bộ gen của virus và cách một số virus né tránh được protein này.

Nghiên cứu trước đây của Rockefeller đã tiết lộ rằng ZAP chỉ ‘bắt” được một chuỗi các nucleotide lân cận (khối xây dựng vật chất AND và ARN): một cytosine bị theo sát bởi một guanine hoặc một CG dinucleotide. Các ARN của người có ít CG dinucleotide và do đó ARN của virus HIV đã tiến hóa bắt chước đặc điểm này.

“Động lực chính của nghiên cứu là xem xét làm thế nào virus HIV tránh né được protein kháng virus này? và vì chúng tôi là các nhà sinh vật học nghiên cứu cấu trúc nên chúng tôi muốn xác định cách ZAP “tìm thấy” CG dinucleotide và xem xét sự liên kết của nó với ARN về mặt cấu trúc như thế nào”, Jennifer Meagher, nhà nghiên cứu tại LSI và là một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Khi sử dụng một đoạn ARN của virus đã được biến đổi gen để bổ xung thêm chuỗi CG, Meagher và các đồng nghiệp của cô tại U-M đã xác định được cấu trúc của protein ZAP liên kết với ARN.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ZAP liên kết với ARN của virus chỉ tại vị trí của một trong bốn “ngón tay kẽm” mà chúng coi là các vị trí gắn kết tiềm năng trên protein này. Họ cũng chứng minh thêm rằng thậm chí một thay đổi nhỏ - thay đổi chỉ một nguyên tử đơn duy nhất - cũng cản trở khả năng liên kết của ZAP.

Khi nghiên cứu các tế bào này, các nhà nghiên cứu Rockefeller cũng đã tìm thấy kết quả tương tự khi họ thay đổi thành phần của ZAP. Chúng đã tạo ra các phiên bản ZAP đột biến được biểu hiệu trong các tế bào bị nhiễm HIV bình thường hoặc một phiên bản virus được “làm giàu” bằng các chuỗi CG.

Các protein ZAP đột biến rất kém trong việc “nhận diện” các vùng được làm giàu bằng CG của ARN của virus trong các tế bào. Chúng cũng biểu hiện sự gia tăng gắn kết với các khu vực của ARN không được làm giàu trong CG dinucleotide. Điều này chỉ ra rằng sự thay đổi đã làm giảm khả năng phân biệt ARN của virus với ARN của người của protein ZAP.

“Đây là bước nghiên cứu rất quan trọng về cách thức tế bào làm suy giảm ARN của virus. Giờ đây chúng ta đã biết được bước này được diễn ra như thế nào và tại sao nó không hiệu quả đối với HIV và các loại virus thiếu chuỗi CG khác”, Janet Smith, giáo sư nghiên cứu LSI và giáo sư hóa học sinh học tại Trường Đại học Y Đại học U-M nói.

Công trình nghiên cứu được thực hiện thông qua Trung tâm Nghiên cứu ARN HIV và được hỗ trợ bởi Viện Y tế Quốc gia, Viện Y khoa Howard Hughes, Tập đoàn Phát triển Kinh tế Michigan và Hành lang Công nghệ Michigan.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2019-11-hiv-zapped.html, 12/11/2019